JPH03117013A - 分布型増幅器 - Google Patents
分布型増幅器Info
- Publication number
- JPH03117013A JPH03117013A JP25181589A JP25181589A JPH03117013A JP H03117013 A JPH03117013 A JP H03117013A JP 25181589 A JP25181589 A JP 25181589A JP 25181589 A JP25181589 A JP 25181589A JP H03117013 A JPH03117013 A JP H03117013A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- impedance
- transmission line
- distributed amplifier
- side transmission
- Prior art date
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- Pending
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 23
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Microwave Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ＧＨｚ帯の広帯域増幅器、特に分布型の増幅
器に関する。
器に関する。
（従来の技術〕
マイクロ波通信等のＧＨｚ帯の広帯域増幅器としてはＦ
ＥＴ （電界効果トランジスタ）を増幅素子とした分布
型増幅器が特に周波数特性が良好であるので、種々研究
がなされている。たとえば清野等：「−電源化２〜１８
ＧＨｚ帯モノリック分布型増幅器」 （電子情報通信学
会論文誌、ＣｖＯＩＪ７０−Ｃ，Ｎｏ、５ １９８７年
５月）ではＧａＡｓ基板上に一体として形成している。
ＥＴ （電界効果トランジスタ）を増幅素子とした分布
型増幅器が特に周波数特性が良好であるので、種々研究
がなされている。たとえば清野等：「−電源化２〜１８
ＧＨｚ帯モノリック分布型増幅器」 （電子情報通信学
会論文誌、ＣｖＯＩＪ７０−Ｃ，Ｎｏ、５ １９８７年
５月）ではＧａＡｓ基板上に一体として形成している。
上述した分布型増幅器は、入力側伝送線路、出力側伝送
線路が完全にインピーダンスマツチングするように構成
する。第４図は３段増幅器の基本構成を示すもので、入
力側伝送線路はＲ６でマツチングさせ、また各ＦＥＴに
同一入力端子が印加されるように設計する。出力側伝送
線路も内部終端を抵抗負荷ＲＤでマツチングをとってい
る。Ｚｔはインピーダンス変換線路で、出力側伝送線路
の定に形フィルタ回路の特性インピーダンスを５０Ωと
するためである。ここで、２．．２．は伝送線のインピ
ーダンス＋Ｌｃ、Ｌｌ＋はインダクタンスである。
線路が完全にインピーダンスマツチングするように構成
する。第４図は３段増幅器の基本構成を示すもので、入
力側伝送線路はＲ６でマツチングさせ、また各ＦＥＴに
同一入力端子が印加されるように設計する。出力側伝送
線路も内部終端を抵抗負荷ＲＤでマツチングをとってい
る。Ｚｔはインピーダンス変換線路で、出力側伝送線路
の定に形フィルタ回路の特性インピーダンスを５０Ωと
するためである。ここで、２．．２．は伝送線のインピ
ーダンス＋Ｌｃ、Ｌｌ＋はインダクタンスである。
分布型増幅器は、周波数特性の平坦性を第１とするため
、出力側伝送線路は各区間を同一に設計し、ＲＤでマツ
チングしている。しかしＲＤの存在のため、ＲＤ側にも
電流が流れ、出力電圧はどうしても減少する。超高周波
ＧＨｚ帯の増幅器としてはこの点が問題である。
、出力側伝送線路は各区間を同一に設計し、ＲＤでマツ
チングしている。しかしＲＤの存在のため、ＲＤ側にも
電流が流れ、出力電圧はどうしても減少する。超高周波
ＧＨｚ帯の増幅器としてはこの点が問題である。
本発明の目的は、上記の欠点を除去し、分布型増幅器の
出力側伝送線路を内部抵抗で終端せず、しかも出力イン
ピーダンスと負荷がマツチングするようにして、大きい
増幅度を得ることのできる新しい構成の分布型増幅器を
提供することにある。
出力側伝送線路を内部抵抗で終端せず、しかも出力イン
ピーダンスと負荷がマツチングするようにして、大きい
増幅度を得ることのできる新しい構成の分布型増幅器を
提供することにある。
本発明の分布型増幅器では、出力側伝送線路の各区間イ
ンピーダンスを、出力端子と、この端子に皇も近いＦＥ
Ｔのドレイン節点との間のインピーダンスをＺ Ｄ （
ｎｌ 、順次出力端子より遠い順にＺＤ（ｎ−１）＋−
ｚｎ＋ｇと異ならしめ、ＺＤ（ｔｌはＦＦ、Ｔのドレイ
ンにのみ接続し、抵抗による内部終端はしないで、前記
各インピーダンス値をＺＤＴｌ）＝ ＺＯＸ ｎ ／
ｉ （こごでＺＯは出力インピーダンス；ｉ−１〜ｎ
）とする。
ンピーダンスを、出力端子と、この端子に皇も近いＦＥ
Ｔのドレイン節点との間のインピーダンスをＺ Ｄ （
ｎｌ 、順次出力端子より遠い順にＺＤ（ｎ−１）＋−
ｚｎ＋ｇと異ならしめ、ＺＤ（ｔｌはＦＦ、Ｔのドレイ
ンにのみ接続し、抵抗による内部終端はしないで、前記
各インピーダンス値をＺＤＴｌ）＝ ＺＯＸ ｎ ／
ｉ （こごでＺＯは出力インピーダンス；ｉ−１〜ｎ
）とする。
条件式ＺＤ（１）−Ｚ０×ｎ／ｉについて、第１図（ａ
）（ｂ）により説明する。第１図（ａ）ではＲＧ＝５０
Ωで入力側伝送線路を終端し、出力側伝送線路も出力負
荷を５０Ωとして設計するので、インピーダンス変換線
路はなく、各ＦＥＴはそのドレインを直接に節点に結ん
でいる。上記増幅器は入力側伝送線路は従来例と同様で
あって各ＦＥＴのゲートに同一の電圧が表われる。本発
明では出力側伝送線路では各ＦＥＴ： Ｆ）、Ｆ２．
− Ｆｎからの電流が同一であるように各ＦＥＴの出力
インピーダンスを同一にして、負荷ＲＬに電流を流すよ
うに設計される。すなわち第１図（ｂｌのように考える
。
）（ｂ）により説明する。第１図（ａ）ではＲＧ＝５０
Ωで入力側伝送線路を終端し、出力側伝送線路も出力負
荷を５０Ωとして設計するので、インピーダンス変換線
路はなく、各ＦＥＴはそのドレインを直接に節点に結ん
でいる。上記増幅器は入力側伝送線路は従来例と同様で
あって各ＦＥＴのゲートに同一の電圧が表われる。本発
明では出力側伝送線路では各ＦＥＴ： Ｆ）、Ｆ２．
− Ｆｎからの電流が同一であるように各ＦＥＴの出力
インピーダンスを同一にして、負荷ＲＬに電流を流すよ
うに設計される。すなわち第１図（ｂｌのように考える
。
ここでＦ １ ’、 Ｆ２ ’、 −−−Ｆｎ ’は
各ＦＥＴをそれぞれ同一の値を有する電圧源として考え
、負荷ＲＬに出力インピーダンスＺを介して同一電流を
流すものとする。なおＺ＝ｎＺＯと仮りに仮定しておく
。実際にはＲＬは共通であり、また同一線路をとおして
電流が流れるので、ｎで示した点線より負荷ＲＬまでの
インピーダンスはＺＤｆｎ）としてまとめられ、そのイ
ンピーダンスはｎＺＯ／ｎで２０となり負荷ＲＬとマツ
チングする。
各ＦＥＴをそれぞれ同一の値を有する電圧源として考え
、負荷ＲＬに出力インピーダンスＺを介して同一電流を
流すものとする。なおＺ＝ｎＺＯと仮りに仮定しておく
。実際にはＲＬは共通であり、また同一線路をとおして
電流が流れるので、ｎで示した点線より負荷ＲＬまでの
インピーダンスはＺＤｆｎ）としてまとめられ、そのイ
ンピーダンスはｎＺＯ／ｎで２０となり負荷ＲＬとマツ
チングする。
次に、（ｎ−１）の点線とｎの点線との区間で考えると
Ｆｎ’による以外のすべての電流が流れるので、Ｚ、、
（ｎ−１）はｎ Ｚ ｏ／ （ｎ−１）となる。区間ご
とに電流は１個ずつ減少するので、 条件式 ＺＤ（１）−Ｚ。ｎｌｉ が定められる。この条件下では節点間区間は同一の電圧
となり、従来例のように出力伝送線路のマツチング状態
と全く同一の状態になる。ただし節点にＦＥＴから入る
電流はすべて右側（出力側）に流れるとしているので近
似が入ってくるが、実施例に示すように充分マツチング
が保たれることがわかっている。なお、ここでは超高周
波の分布線路として進行波についてのマツチングを考え
ている。
Ｆｎ’による以外のすべての電流が流れるので、Ｚ、、
（ｎ−１）はｎ Ｚ ｏ／ （ｎ−１）となる。区間ご
とに電流は１個ずつ減少するので、 条件式 ＺＤ（１）−Ｚ。ｎｌｉ が定められる。この条件下では節点間区間は同一の電圧
となり、従来例のように出力伝送線路のマツチング状態
と全く同一の状態になる。ただし節点にＦＥＴから入る
電流はすべて右側（出力側）に流れるとしているので近
似が入ってくるが、実施例に示すように充分マツチング
が保たれることがわかっている。なお、ここでは超高周
波の分布線路として進行波についてのマツチングを考え
ている。
以下、図面を参照して、本発明の実施例につき、従来例
と比較して説゛明する。第２図は本発明の実施例で、３
段構成であり、ＺＤ（１）〜ＺＤ（３）を、負荷抵抗５
０Ωの条件下で、出力インピーダンスＺ０を５０Ωにし
て、条件式で計算した値としている。
と比較して説゛明する。第２図は本発明の実施例で、３
段構成であり、ＺＤ（１）〜ＺＤ（３）を、負荷抵抗５
０Ωの条件下で、出力インピーダンスＺ０を５０Ωにし
て、条件式で計算した値としている。
したがって、ＺＤ（３１，ＺＤ（２）、 ＺＤ（ｔ）
はそれぞれ５０Ω、 ｚＤ＋２１＝ ７５Ω、 Ｚ
Ｄ（１）＝ １５０Ωとなる。
はそれぞれ５０Ω、 ｚＤ＋２１＝ ７５Ω、 Ｚ
Ｄ（１）＝ １５０Ωとなる。
約２Ｇｌｌｚのパルスについて、実測したデータを第３
図（ａ）に示す。これは出力波形の相対出力レベルを示
すものだが、“Ｈ”、“Ｌ″間の振幅差はほぼ１のレベ
ル値を有する。これと同一の入力条件で、出力側伝送線
路を内部終端した場合のパルス波形は第３図山）に示す
ように、波形として良好であるが、振幅差は相対出力レ
ベルで、０．５となり、本実施例の半分である。なお、
出力側伝送線路を内部終端した回路で、終端抵抗を単に
とりのぞいただけの場合は、波形歪が著しく、最大振幅
差は相対出力レベルで１程度になっている。
図（ａ）に示す。これは出力波形の相対出力レベルを示
すものだが、“Ｈ”、“Ｌ″間の振幅差はほぼ１のレベ
ル値を有する。これと同一の入力条件で、出力側伝送線
路を内部終端した場合のパルス波形は第３図山）に示す
ように、波形として良好であるが、振幅差は相対出力レ
ベルで、０．５となり、本実施例の半分である。なお、
出力側伝送線路を内部終端した回路で、終端抵抗を単に
とりのぞいただけの場合は、波形歪が著しく、最大振幅
差は相対出力レベルで１程度になっている。
以上説明したように、本発明の分布型増幅器は出力側伝
送線路の内部終端抵抗を除去し、各節点間のインピーダ
ンスを異なるらしめることで、負荷とマツチングをとる
ようにしたものであって、従来の分布型増幅器と同様の
高周波特性を得るのみでなく、その出力振幅を大きくと
れる効果が得られる。
送線路の内部終端抵抗を除去し、各節点間のインピーダ
ンスを異なるらしめることで、負荷とマツチングをとる
ようにしたものであって、従来の分布型増幅器と同様の
高周波特性を得るのみでなく、その出力振幅を大きくと
れる効果が得られる。
第１図（ａｌおよび（ｂｌは本発明の構成図、および動
作説明のための図、第２図は３段構成の実施例、第３図
はパルス増幅器としての図であり、それぞれ（ａｌ実施
例、（ｂｌは内部終端をした従来例、ｆｃ）は内部終端
をとった従来例の出力パルス波形を示す図、第４図は従
来例の３段増幅器の構成図である。 Ｚａ’−ｍ−入力端伝送線路のインピーダンス、ｚＯ（
ＩＪ〜Ｚ Ｄ （ｎｌ−・−出力側伝送線路のインピー
ダンス、 Ｆ １ 、 Ｆ ２、−Ｆ ｎ−Ｆ Ｅ Ｔ 。 ＺＯ−−一出力インピーダンス、 ＲＬ−（出力）負荷。 特開平３ １１７０１３（６）
作説明のための図、第２図は３段構成の実施例、第３図
はパルス増幅器としての図であり、それぞれ（ａｌ実施
例、（ｂｌは内部終端をした従来例、ｆｃ）は内部終端
をとった従来例の出力パルス波形を示す図、第４図は従
来例の３段増幅器の構成図である。 Ｚａ’−ｍ−入力端伝送線路のインピーダンス、ｚＯ（
ＩＪ〜Ｚ Ｄ （ｎｌ−・−出力側伝送線路のインピー
ダンス、 Ｆ １ 、 Ｆ ２、−Ｆ ｎ−Ｆ Ｅ Ｔ 。 ＺＯ−−一出力インピーダンス、 ＲＬ−（出力）負荷。 特開平３ １１７０１３（６）
Claims (1)
- 入力側および出力側の伝送線路の各節点をｎ個のＦＥ
Ｔのゲート電極およびドレイン電極にそれぞれ結線して
なる分布型増幅器において、出力側伝送線路の各区間イ
ンピーダンスを、出力端子と、この端子に最も近いＦＥ
Ｔのドレイン節点との間のインピーダンスをＺ＿Ｄ（ｎ
）、順次出力端子より遠い順にＺ＿Ｄ（ｎ−１）、・・
・Ｚ＿Ｄ（１）と異ならしめ、Ｚ＿Ｄ（１）はＦＥＴの
ドレインにのみ接続し、抵抗による内部終端はしないで
、前記各インピーダンス値をＺ＿Ｄ（ｉ）−Ｚ＿Ｏ×ｎ
／ｉ（ここでＺ＿Ｏは出力インピーダンス；ｉ＝１〜ｎ
）としてあることを特徴とする分布型増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25181589A JPH03117013A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 分布型増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25181589A JPH03117013A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 分布型増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03117013A true JPH03117013A (ja) | 1991-05-17 |
Family
ID=17228332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25181589A Pending JPH03117013A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 分布型増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03117013A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013077104A1 (ja) * | 2011-11-24 | 2013-05-30 | 住友電気工業株式会社 | スイッチング回路及び包絡線信号増幅器 |
| JP2015170957A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-09-28 | 富士通株式会社 | 増幅回路 |
| JP2016165085A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 富士通株式会社 | 分布型増幅器 |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP25181589A patent/JPH03117013A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013077104A1 (ja) * | 2011-11-24 | 2013-05-30 | 住友電気工業株式会社 | スイッチング回路及び包絡線信号増幅器 |
| US8917142B2 (en) | 2011-11-24 | 2014-12-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Switching circuit and envelope signal amplifier |
| JP2015170957A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-09-28 | 富士通株式会社 | 増幅回路 |
| JP2016165085A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 富士通株式会社 | 分布型増幅器 |
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